فهرست مطالب

روشهای هوشمند در صنعت برق - پیاپی 26 (تابستان 1395)

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 26 (تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/04/23
  • تعداد عناوین: 7
|
  • زهرا امینی خویی*، عباس کارگر صفحات 3-16
    هنگامی که یک توربین-ژنراتور به یک خط انتقال طولانی وصل می شود ممکن است عوارض جانبی مانند پدیده SSR در آن به وجود آید. هدف این است که با استفاده از قابلیت های جبران کننده سری (DSSC) به عنوان یک عضو از خانواده D- FACTS به کاهش SSR پرداخته شود. برای رسیدن به هدف مورد نظر از کنترل کننده فازی، بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) و شبکه عصبی استفاده شده است. بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) بر اساس کنترل کننده میرایی مرسوم (CDC)، منطق فازی بر اساس کنترل میرایی (FLBDC) و شبکه عصبی نیز بر اساس کنترل میرایی با استفاده از آموزش داده های سرعت و تغییرات سرعت طراحی شده اند. پایداری سیستم از طریق شبیه سازی در حوزه زمان و با مطالعه شاخص عملکرد (PI) بر اساس دینامیک سیستم قدرت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار Matlab / Simulinkآورده شده است. موارد مورد مطالعه به منظور نشان دادن این واقعیت است که الگوریتم های مربوطه قادر به کاهش تشدیدهای زیر سنکرون می باشند. نشان داده شده که کنترل کننده فازی و الگوریتم بهینه سازی PSOبه همراه شبکه عصبی به خوبی می توانند این نوسانات را کاهش دهند.
    کلیدواژگان: ادوات FACTS، نوسان های زیر سنکرون (SSR)، کنترل کننده فازی، بهینه سازی ازدحام ذرات(PSO)، شبکه عصبی مصنوعی(ANN)
  • محمدحسین رنجبری*، رضوانه دلیلی، مجتبی پیشوایی صفحات 16-20
    تعیین ظرفیت بهینه ذخیره سازها در سیستم های قدرت امروزی مورد علاقه و توجه قرار گرفته است. یکی از کاربردهای منابع ذخیره ساز انرژی، تعویق افزایش ظرفیت تولید می باشد که استفاده از منابع ذخیره ساز انرژی با بهبود وضعیت توان در ساعات پیک مصرف، سبب تاخیر در نیاز به نصب واحد نیروگاهی جدید می شود. در این مقاله ظرفیت بهینه ذخیره ساز با هدف کاهش هزینه های بهره برداری، توسط برنامه ریزی غیرخطی مرتبه دوم تعیین می گردد. این روش، مسئله را با یک تابع هدف مرتبه دوم برحسب توان تولیدی واحدها و توان ذخیره ساز بیان می کند. قیود نیز به صورت معادلات برابری و نابرابری خطی مدل شده اند. در روش پیشنهادی محدودیت های توان تولیدی و نرخ افزایشی و کاهشی توان ژنراتورها در نظر گرفته شده اند
    کلیدواژگان: ذخیره ساز انرژی، برنامه ریزی غیرخطی مرتبه دوم، ظرفیت بهینه، کاهش هزینه بهره برداری، کاهش پیک بار
  • صالح لشکری*، مهدی آذرنوش صفحات 21-30
    در طبقه بندی داده ها انتخاب فضای ویژگی متناسب با ماهیت پدیده و قدرت تفکیک بالا بسیار حائز اهمیت است. قابلیت نگاشت بازگشتی در تحلیل دادگان غیرایستا موجب می شود در تشخیص حملات صرعی نیز مورد توجه قرار گیرد. در این پژوهش به تشخیص حملات صرعی توسط آنالیز کمی سازی بازگشتی بر پایه ترکیب الگوریتم ژنتیک و طبقه بند بیزین پرداخته شده است. در ابتدا نگاشت بازگشتی سیگنال EEG دو گروه صرعی و نرمال هریک شامل 100 نمونه، بازای پنج نوع معیار فاصله (ماکزیمم فاصله، مینیمم فاصله، اقلیدوسی، ماهالانوبیس، منهتن) و 10 حد آستانه(ε) مختلف تشکیل و بهترین مجموعه ویژگی بازای 50 تکرار الگوریتم ژنتیک بر اساس نرخ طبقه بندی بیزین انتخاب گردید. نتایج، نشانگر کارایی بالای روش پیشنهادی بوده به گونه ای که با انتخاب معیار مینیمم فاصله و حدآستانه 1˂ε˂ 1/0 تفکیک 100 % است. همچنین روش نسبت به حد آستانه (ε) و معیار فاصله حساسیت پایینی دارد. ویژگی Trans با بیشترین مشارکت در انتخاب ویژگی و بالاترین صحت، به عنوان ویژگی بهینه معرفی می شود.
    کلیدواژگان: الکتروانسفالوگرام، تشخیص حمله صرعی، آنالیز کمی سازی بازگشتی، انتخاب ویژگی، الگوریتم ژنتیک
  • ایمان زنگی آبادی*، افشین اعتصامی صفحات 31-40
    امروزه باد یکی از گزینه های جذاب حوزه ی انرژی، حجم قابل توجه ای از مطالعات و سرمایه گذاری را به خود اختصاص داده است. به دلیل اهمیت انرژی باد به عنوان یکی از منابع انرژی تجدیدپذیر، در این مقاله مدیریت تولید توان های اکتیو و راکتیو یک سیستم تبدیل انرژی باد مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه در دستور کار قرار داده شده است. در این راستا ساختاری مبتنی بر روش کنترل برداری جهت کنترل مستقل توان اکتیو و راکتیو پیشنهاد می شود. استراتژی مدیریت تولید توان اکتیو و راکتیو از طریق مبدل الکترونیک قدرت سمت رتور ژنراتور القایی دو سو تغذیه، به شبکه اعمال می شود. بر این اساس، تولید توان اکتیو براساس استراتژی استخراج ماکزیمم توان از باد و بهبود کیفیت توان مبتنی بر استراتژی های تصحیح ضریب توان و کاهش هارمونیک جریان شبکه ناشی از بار غیر خطی، جهت اعمال به شبکه اولویت بندی می شوند. جهت ارزیابی طرح پیشنهادی، شبیه سازی آن در شرایط مختلفی از بار راکتیو متصل به شبکه با نرم افزار متلب تحت آزمایش قرار داده می شود. نتایج بدست آمده، به وضوح گویای عملکرد مناسب کنترل توان سیستم تبدیل انرژی باد، بهبود ضریب توان شبکه و کاهش جریان هارمونیکی شبکه، مبتنی بر طرح پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: ژنراتور القایی دو سو تغذیه، مبدل سمت رتور، مبدل سمت شبکه، کیفیت توان، هارمونیک
  • الهه شیرازی، محمد امین هنرور* صفحات 41-50
    در این مقاله یک آنتن شکافی مایکرواستریپی چاپی جدید با خاصیت پلاریزاسیون دایروی و تغذیه شده با خط CPW طراحی، تحلیل و شبیه سازی شده است. ساختار آنتن شکافی پیشنهادی از یک پچ پله ای شکل اصلاح شده و صفحه زمین مربعی که درون آن یک شکاف پله-ای واقع شده ترکیب بندی شده است. با استفاده از پچ پله ای و صفحه زمین مربعی اصلاح شده، رزونانس های اضافی دیگری تحریک شده و پهنای باند امپدانس وسیعی مخصوصا در باند بالاتر به دست می آید. همچنین با استفاده از چنین ساختاری، خصوصا اضافه کردن دو باریکه مستطیلی به صفحه زمین باعث ایجاد پهنای باند پلاریزاسیون دایروی بسیار وسیعی خواهد شد. ساختار پیشنهادی در مقایسه با کارهای مشابه قبلی دارای ابعاد کوچکی می باشد. نتایج شبیه سازی پهنای باند امپدانس در حدود 81.7%و پهنای باند پلاریزاسیون دایروی(3dB AR) در حدود57.6% را نشان می دهد. همچنین نتایج شبیه سازی در تطابق خوبی با ملزومات سیستم های WLAN می باشند.
    کلیدواژگان: آنتن شکافی مایکرواستریپی، پلاریزاسیون دایروی، خط تغذیه، CPW
  • بررسی و بهبود مبدل های با بهره ولتاژ بالا برای کاربرد سلول خورشیدی
    رحمت الله مرادمندجزی*، احسان ادیب صفحات 51-60
    یکی از پاک ترین و ارزان ترین منابع انرژی تجدید پذیر، انرژی خورشیدی می باشد. تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریسیته به وسیله سلول های خورشیدی انجام می شود. به خاطر اینکه ولتاژ تغذیه اکثر مصرف کننده های انرژی الکتریکی AC است، ولتاژ خروجی سلول های خورشیدی باید به ولتاژ AC تبدیل شود. ولی سطح ولتاژ سلول های خورشیدی بسیار کمتر از ولتاژ مورد نیاز در ورودی اینورترها است. به خاطر تفاوت زیاد سطح ولتاژها نمی توان از مبدل های بوست و باک-بوست پایه استفاده کرد. مبدل های بوست و باک-بوست پایه، با توجه به این که در ضریب وظیفه های نزدیک به یک دچار افت شدیدی در بازدهمی شوند، مشخصا نمی توانند برای این کاربرد به کار روند. در این مقاله در ابتدا بررسی گسترده ای بر روی ساختارهایی که تاکنون به هدف دست یابی به یک مبدل بهره بالا ارائه شده اند، صورت گرفته است و در مورد معایب و مزایای هر کدام، به صورت مفصل بحث شده است. مبدل پیشنهادی در راستای کاهش استرس ولتاژ مبدل های بهره بالای مبتنی بر سلف کوپل شده ارائه شده است. استرس ولتاژ سوئیچ این مبدل پیشنهادی در شرایط یکسان از استرس ولتاژ مبدل بوست بهره بالا با سلف کوپل شده کمتر می باشد. همچنین در این ساختار با استفاده از مدار کلمپ اکتیو سوئیچینگ نرم برای سوئیچ ها و دیودها محقق می شود و در نهایت با استفاده از این تکنیک می توان به بهره و بازده بالا با انتخاب مناسب ضریب وظیفه دست یافت. در این مقاله برای بررسی نحوه عملکرد مبدل های پیشنهادی از تحلیل های نظری استفاده شده است و برای بررسی صحت تحلیل های نظری نتایج شبیه سازی مبدل در نرم افزار PSPICE، گزارش شده است.
    کلیدواژگان: مبدل بوست، مبدل باک، بوست، مبدل های بهره بالا، سلف های کوپل شده، استرس ولتاژ
  • محسن کاظمی*، آیک هوتو صفحات 61-70
    در این مقاله یک نمایه جدید به منظور تشخیص خودکار شدت بیماری آصم با استفاده از پردازش سیگنالهای کپنوگرام ارائه شده است. تحقیقات انجام گرفته در گذشته نشان دهنده ارتباط مهمی بین کپنوگرام و بیماری آصم بوده است .هرچند، اغلب آن تحقیقات از روش های پردازشی حوزه زمان اسفاده کرده بوده و بر این فرضیه استوار بودند که کپنوگرام یک سیگنال ایستان است. در این تحقیق با استفاده از ضرائب پیش بینی خطی (LPC) و روش مدلینگ اتورگرسیو (AR Modelling-Burg Method) سیگنالهای کپنوگرام مورد پردازش قرار گرفته اند. با استفاده از نتایج حاصل از این پردازش، تعداد شش ویژگی استخراج شده اند که با استفاده از روش های آماری مانند ROC، توانایی های آنها برای تمایز بیماران آصمی از افراد سالم و همینطور قابلیت آنها برای تشخیص شدت بیماری آصم اثبات شده است. در ادامه با استفاده از به کار بردن این بردار ویژگی در یک شبکه عصبی GRBF، نمایه اشاره شده که همان خروچی این شبکه است، استخراج شده است. این نمایه یک عدد طبیعی بین 1 تا 10 می باشد (1 برای افراد سالم و10 نشان دهنده بیمار با شدت آصم ببسیار بالا) که متوسط تشخیص صحیح 90/15 % و خطای 9/85% را داراست. الگوریتم ارائه شده در این پژوهش بر آن دارد که روشی سریع و مقرون به صرفه برای کمک به متخصصان ارائه دهد، چراکه قادر است شدت بیماری آصم را به صورت سریع و خودکار رصد کند.
    کلیدواژگان: آصم، مدل اتورگرسیو، کپنوگرام، ضرائب پیش بینی خطی، شبکه عصبی، RBF
|
  • Zahra Amini*, Abbas Kargar Pages 3-16
    When a turbine–generator set connect to a long transmission line, may results side effects such as Sub-Synchronous Resonances (SSR). The capabilities of the Distributed Static Series Compensator (DSSC) as a member of the family of D-FACTS can be used to reduce these SSR. To achieve this desired goal, the fuzzy controller, Particle Swarm Optimization (PSO) and artificial neural network is used to control of the DSSC. Particle swarm optimization is designed Based on the Conventional Damping Controller (CDC) and fuzzy logic is designed based on damping controller (FLBDC) and damping control based on artificial neural network trained using the fast pace of changes has been designed. Stability of the system is analysed by simulations in the time domain with performance index (PI). All simulations are done using Matlab / Simulink software. Case studies show that proposed algorithms can reduce SSR in the system.All simulations are done using Matlab / Simulink software. Case studies show that proposed algorithms can reduce SSR in the system.
    Keywords: FACTS devices, Sub, synchronous resonance (SSR), Fuzzy controller, Particle swarm optimization (PSO), Artificial Neural network (ANN)
  • Mohammad Hosein Ranjbari*, Rezvaneh Dalili, Mojtaba Pishvaee Pages 16-20
    Determination of optimal capacity for today energy storages has been specially noticed. The delay in increasing storage production capacity is one of the applications for energy storage supplies in which utilization from energy storage supplies along with improvement in the power status at peak hours of consumption may postpone the demand for installation of a new power plant module. In this essay, the optimal capacity of energy storage is determined in order to reduce exploitation costs by second-order non linear programming. This method expresses this problem with a target quadratic function based on the produced power of units and capacity of energy storage supply. The requirements have been modeled as linear equality and inequality equations. The related constraints for produced power and incremental and decremental power ratio in generators have been considered as well.
    Keywords: Energy storage, Second, order non linear programming, Optimal capacity, Reduction of exploitation cost, Reduced peak load
  • Saleh Lashkari*, Mehdi Azarnoosh Pages 21-30
    Selecting optimal features based on nature of the phenomenon and high discriminant ability is very important in the data classification problems. Since it doesnt require any assumption about stationary condition and size of the signal and the noise in Recurrent Quantification Analysis (RQA), it may be useful for epileptic seizure Detection. In this study, RQA was used to discriminate ictal EEG from the normal EEG where optimal features selected by combination of algorithm genetic and Bayesian Classifier. Recurrence plots of hundred samples in each two categories were obtained with five distance norms in this study: Euclidean, Maximum, Minimum, Normalized and Fixed Norm. In order to choose optimal threshold for each norm, ten threshold of ε was generated and then the best feature space was selected by genetic algorithm in combination with a bayesian classifier. The results shown that proposed method is capable of discriminating the ictal EEG from the normal EEG where for Minimum norm and 0.1˂ε˂1, accuracy was 100%. In addition, the sensitivity of proposed framework to the ε and the distance norm parameters was low. The optimal feature presented in this study is Trans which it was selected in most feature spaces with high accuracy.
    Keywords: Electroencephalogram, Seizure Epileptic Detection, Recurrent Quantification Analysis, Feature Selection
  • Iman Zangiabadi*, Afshin Etesami Pages 31-40
    Today wind is one of the attractive points of energy area which has got the noticeable amount of investment and studies in this field. Considering the importance of the wind energy and its potentials as one of the renewable energy sources, in this paper managing the production of active and reactive powers of a wind energy conversion system equipped with DFIG has been studied. In this regard, a structure based on vector control is offered to achieve an independent control of active and reactive powers. The strategy of managing the production of active and reactive power is applied to network by rotor side converter of a DFIG. The production of active power according to the maximum power point taking (MPPT) strategy to get a maximum power of the wind energy has been done and also improvement of power quality based on strategies of power factor correction and harmonics reduction have been arranged for a power network. In order to evaluate the performance of the proposed method, a DFIG connected with a power network in different conditions of the reactive load has been simulated by MATLAB software.Obviously, the results state the proper operation of the power control of wind energy converting system , improvement of the network power factor, and Reduction of harmonic current of network based on the proposed method.
    Keywords: Doubly fed induction generator, Rotor side convertor, Grid side convertor, Power quality, Harmonic
  • Elaheh Shirazi, Mohammad Amin Honarvar* Pages 41-50
    In this paper, a novel broadband printed circularly polarized microstrip slot antenna fed by a co planar wave guide (CPW) is designed, analyzed and simulated. The structure of the proposed antenna is made of a modified stair-shaped patch in conjunction with a square ground plane with a stair-shaped slot inside it. By using a modified stair-shaped patch and square ground plane, additional resonances are excited and, hence, much wider impedance bandwidth can be produced, especially at the higher band. Moreover, by using this structure, especially by adding two rectangular strip to the ground plane, very broadband axial-ratio bandwidth is obtained. the proposed antenna has dimensions of 45×45×0.8 mm3, which is compatible with the requirements imposed by portable wireless systems. Simulation results exhibits a 81.7% (2.78-6.62 GHz) -10 dB impedance bandwidth and a 57.6% (3.5-6.33 GHz) 3 dB axial-ratio bandwidth. the antenna performance confirms its viability for commercial portable wireless systems.
    Keywords: Microstrip slot antenna, circular polarization, coplanar waveguide (CPW), fed
  • Investigation and improvement of high step- up converters for pv module applications
    Rahmatollah Moradmand*, Ehsan Adib Pages 51-60
    sun is of the clean and cheapest sources of energy. Charging slight energy to electricity is carried out by PV modules. Since most electric consumers need Ac input voltage, the PV modules output voltage should be changed into Ac form. But, the voltage level of PV modules is much lower than the voltage needed in input stage of inverters. Because of large voltage level. Difference it is not possible to use the basic boost and buck-boost converters. The basic boost and buck-boost converters definitely can not be used in this applications, for, they will face extreme drop in efficiency in duty cycles closer to unity.
    In this paper The proposed converter is presented in order to decrease the voltage stress of coupled inductors based high step-up converters. The voltage stress in the proposed converter is lower than the high step-up boost converter with coupled inductors in identical condition. Also, soft switching condition for switches and diodes is realized by active clamp circuit, and with this technique and proper selection of duty cycle, large gain and high efficiency could be achieved ultimately. . In this paper theoretical analysis is used for analyzing the performance of the proposed converters, and in order to verify the theoretical analysis, simulated results from pspice software is provides.
    Keywords: boost converter, three level converter, high step, up converters, coupled inductors, stress, voltage, switching
  • Mohsen Kazemi*, Aik Howe Teo Pages 61-70
    In this paper, a new prognostic index to detect the severity of asthma by processing capnogram signals is presented. Previous studies have shown significant correlation between the capnogram and asthmatic patient. However, most of them used conventional time-domain methods and based on assumption that the capnogram is a stationary signal. In this study, by using linear predictive coding (LPC) coefficients and autoregressive (AR) modelling (Burg method), the capnogram signals are processed. Then, a number of six features including α1, and α4 from LPC and power spectral density (PSD) parameters through AR modelling are extracted. After that, by means of receiver operating characteristic (ROC) curve, the effectiveness of the extracted features to differentiate between asthmatic and nonasthmatic conditions is justified. Finally, selected features are used in a Gaussian radial basis function (GRBF) network. The output of this network is an integer prognostic index ranging from 1 to 10 (depends on the severity of asthma) with an average good detection rate of 90.15% and an error rate of 9.85%. In the other word, based on the results, sensitivity and specificity of this algorithm are 93.54% and 98.29%, respectively. This developed algorithm is purposed to provide a fast and low-cost diagnostic system to help healthcare professional involved in respiratory care as it would be possible to monitor severity of asthma automatically and instantaneously.
    Keywords: Asthma, Autoregressive modelling, Capnogram, Linear predictive coding, Radial basis function neural network